Karotenoidpigmenten ger upphov till många av fåglarnas röda, orange och gula färger. Dessa pigment intresserar forskarna mest, bland annat för att de finns även hos andra djur och i växter, där ämnena spelar en viktig roll i fotosyntesen. Hos däggdjur är de en del av immunförsvaret, utöver att de fungerar som färgämnen i pälsen.
Fåglarna kan inte själva bilda karotenoider, så de måste få dem tillförda genom föda som alger, svampar, växtdelar och smådjur. Flamingos får till exempel sin ljusröda färg från karotenoidhaltiga organismer i kosten.
Då karotenoider samtidigt ingår i fåglarnas immunförsvar, menar många forskare att fåglar som har ett överskott av karotenoider som gör dem särskilt färgsprakande signalerar att de är friska och bra på att hitta rätt föda. Således kan färgernas glöd ha betydelse, när honorna skall välja mellan uppvaktande hannar.
Vissa färger baseras dock inte på pigment. I stället utnyttjar de ljusets spridning i nanometerstora strukturer på fjädrarnas yta. Sådana färger kallas strukturella färger. Vita fjädrar saknar pigment och får sin ”färg” när ljuset skiner på fjädrarnas yta och hålrummen mellan dem. Det metalliska skenet hos fjädrarna hos starar är således en strukturell färg, som uppstår i ljusets samspel med keratin, melanin och luftfyllda hålrum i fjädrarna.
Man ser ofta att strukturella färger samspelar med pigment i fågelfjädrar: till exempel beror många gröna fjädrar på ett samspel mellan en strukturell blå komponent och ett gult pigment.
Slutligen finns det kosmetiska färger, det vill säga att fågeln själv måste göra en insats för att få färg – till exempel genom att ta ett lerbad eller ägna sig åt annan kroppsvård.